KR101310967B1 - 펌프타워의 베이스 지지대 설치 구조 - Google Patents

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Abstract

펌프타워의 베이스 지지대 설치 구조가 개시된다. 본 발명의 펌트타워의 베이스 지지대 설치 구조는, 액화천연가스(LNG)를 저장하는 카고탱크(Cargo Tank)의 내부로 액화천연가스를 로딩(Loading) 및 언로딩(unloading)시키는 펌프 타워의 본체 하측부를 지지하는 베이스 지지대; 및 베이스 지지대와 선체의 내벽 사이에 배치되어 베이스 지재대와 선체의 내벽 사이의 열전달을 방지하는 열전달 방지부재를 포함한다.

Description

펌프타워의 베이스 지지대 설치 구조{STRUCTURE FOR INSTALLING A BASE SUPPORT OF A PUMP TOWER}
본 발명은, 펌프타워의 베이스 지지대 설치구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG)를 운반하는 가스 운반선(Gas Carrier), 부유식 해상 구조물(LNG-FPSO, LNG-FSRU) 및 LNG 재기화 선박(LNG-RV) 등의 카고탱크(Cargo Tank)에 액화천연가스(LNG)를 로딩(Loading) 또는 언로딩(Unloading)시키기 위한 펌프 타워의 베이스 지지대 설치 구조에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스(Natural Gas, NG)는 기체상태보다 액화된 상태에서 훨씬 적은 용적을 차지하므로, 이들을 운반 또는 저장하도록 설계된 가스 운반선(Gas Carrier), 부유식 해상 구조물(LNG-FPSO, LNG-FSRU) 및 LNG 재기화 선박(LNG-RV) 등에 설치된 카고탱크(Cargo Tank)는 액화된 가스의 기화를 방지하기 위하여 고압 및 저온 상태로 유지된다.
이러한 고압 및 저온 상태의 카고 탱크에는 액화천연가스를 로딩(Loading) 또는 언로딩(Unloading)시키는 펌프 타워(Pump Tower)가 설치된다.
펌프 타워의 상측은 카고 탱크의 리퀴드 돔 커버(Liquid dome cover)에 용접 결합되고, 그 하측은 카고 탱크의 바닥에 고정되는 펌프 타워 지지대 상에서 선체의 선수부와 선미부를 잇는 가상의 라인 방향인 종방향과 종방향의 가로방향인 횡방향으로 구속되며, 열변형을 고려하여 상하방향으로만 슬라이딩 유동이 가능하도록 지지한다. 이러한 펌프 타워에 관련된 선행기술이 한국특허공개공보 제10-2010-0103266호(2010.09.27) "펌프 타워"에 개시되어 있다.
일반적으로 펌프 타워는 액화천연가스를 카고 탱크의 내부로 로딩(loading)시키는 로딩 파이프(Loading Pipe)와, 카고 탱크의 내부에 저장된 액화천연가스를 카고 탱크의 외부로 배출시키는 배출 파이프(Discharge Pipe)와, 펌프 타워의 하측에 배치되어 로딩 파이프와 배출 파이프의 하단부를 각각 지지하는 베이스 플레이트를 포함한다.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 펌프 타워의 베이스 서포트가 선체의 내벽에 용접 결합된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
종래 기술의 일 실시예에 따른 베이스 서포트(100)는 화물창에 설치된 펌프 타워의 하부 움직임을 고정하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 선체의 내벽(H)에 용접 결합의 방식으로 결합되며 매우 강한 구조를 갖는다.
이러한 베이스 서포트(100)에는 1차 방벽(미도시)과 2차 방벽(미도시)이 용접 결합의 방식으로 결합되는 데, 베이스 서포트(100)와 1차 방벽 및 2차 방벽 상호 간의 결합에 앞서 베이스 서포트와 1차 방벽 및 2차 방벽의 높이를 맞추기 위해 선체의 변형을 계측한다. 선체의 변형을 계측한 후에는 베이스 서포트(100)의 높이를 계측된 높이에 맞춰 절단하고, 절단된 베이스 서포트를 다시 용접 결합시킨 후 선체의 내벽(H)에 용접 결합시키는 데, 이러한 작업을 거치므로 설치 작업이 매우 까다로운 단점이 있다.
또한 펌프 타워의 베이스 서포트(100)는 열유입이 큰 구조를 가지므로 베이스 서포트(100)를 통한 열전달로 화물창(미도시)의 단열 성능이 저하되는 문제점이 있다.
그리고, 종래 기술의 일 실시예는 베이스 서포트와 접하는 선체의 내벽 영역을 고가의 저온 탄소강 재질로 제작하는데, 이는 베이스 서포트와 선체 내벽 사이에 열전달 방지 부재가 없어서, 카고 탱크의 극저온이 선체 내벽에 그대로 전달되므로 선체 내벽은 그러한 극저온에 견딜 수 있는 고가의 저온 탄소강 재질을 사용하여야 함으로 자재비가 증가되는 단점이 있다.
한국특허공개공보 제2010-0103266호(삼성중공업 주식회사) 2010. 09. 27
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 큰 비용의 증가 없이 화물창의 단열 성능을 향상시킬 수 있고, 설치 시수 및 자재비를 절감할 수 펌프타워의 베이스 지지대 설치구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스(LNG)를 저장하는 카고탱크(Cargo Tank)의 내부로 액화천연가스를 로딩(Loading) 및 언로딩(unloading)시키는 펌프 타워의 본체 하측부를 지지하는 베이스 지지대; 및 상기 베이스 지지대와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 베이스 지지대와 상기 선체의 내벽 사이의 열전달을 방지하는 열전달 방지부재를 포함하는 펌프타워의 베이스 지지대 설치구조가 제공될 수 있다.
상기 열전달 방지부재는 하드 우드(Hard Wood) 또는 단열재 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 베이스 지지대는 하측부에 마련되어 상기 열전달 방지부재와 접하는 플랜지부를 포함하며, 상기 베이스 지지대는 일측부는 상기 플랜지부에 지지되되 타측부는 상기 열전달 방지부재를 관통해 상기 선체의 내벽에 용접 결합되는 체결부재에 의해 상기 선체의 내벽에 고정될 수 있다.
상기 체결부재와 상기 베이스 지지대의 플랜지부 사이에 배치되어 상기 베이스 지지부의 움직임을 완충시키는 적어도 하나의 완충부재를 더 포함할 수 있다.
상기 연전달 방지부재의 하측부와 상기 선체의 내벽 사이에 마련되는 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 접착층은 상기 열전달 방지부재의 하측부와 상기 선체의 내벽 사이의 공간을 레진(resin)으로 도포하여 마련될 수 있다.
상기 열전달 방지부재의 두께 및 상기 접착층의 두께 중 적어도 어느 하나를 변경함으로써 상기 선체의 내벽으로부터 상기 베이스 지지대의 저면부까지의 수직높이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 열전달 방지부재와 대응되는 영역의 상기 선체의 내벽 영역은 일반 탄소강 재질로 제작될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 큰 비용의 증가 없이 화물창의 단열 성능을 향상시킬 수 있고, 설치 시수 및 자재비를 절감하여 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 펌프 타워의 베이스 서포트가 선체의 내벽에 용접 결합된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프타워의 베이스 지지대 설치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 열전달 방지부재의 두께를 조절하여 선체의 내벽으로부터 베이스 지지대의 저면부까지의 수직 높이를 조절한 상태를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5 도 2에 도시된 베이스 지지대가 선체 내벽에 설치되는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프타워의 베이스 지지대 설치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 펌프타워의 베이스 지지대 설치 구조(1)는, 펌프 타워의 본체 하측부(미도시)를 지지하는 베이스 지지대(10)와, 베이스 지지대(10)와 선체의 내벽(H) 사이에 배치되어 베이스 지지대(10)와 선체의 내벽(H) 사이의 열전달을 방지하는 열전달 방지부재(20)를 구비한다.
베이스 지지대(10)는 액화천연가스(LNG)를 저장하는 카고탱크(Cargo Tank)의 내부로 액화천연가스를 로딩(Loading) 및 언로딩(unloading)시키는 펌트 타워의 하측부 움직임을 고정시키는 역할을 한다.
본 실시 예에서 베이스 지지대(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 선체의 내벽(H)에 근접되게 배치되는 제1 지지대(11)와, 제1 지지대(11)의 상측부에 용접 결합되는 제2 지지대(13)를 포함한다.
베이스 지지대(10)의 제1 지지대(11)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하측부에서 상측부로 갈수록 경사지게 마련되는 콘 형상으로 제작될 수 있으며, 제1 지지대(11)의 길이 방향의 가로 방향 단면 형상은 내부가 중공인 원형 형상을 가질 수 있다.
또한 제1 지지대(11)의 하단부에는 플랜지부(11a)가 마련되는데, 이 플랜지부(11a)에는 선체의 내벽(H)에 하단부가 용접결합되는 스터드 볼트와 같은 체결부재(B)의 상단부가 너트(N)에 의해 체결되어 제1 지지대(11)는 선체의 내벽(H)에 결합될 수 있다.
그리고 체결부재(B)와 베이스 지지대(10)의 플랜지부(11a) 사이에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 지지대(10)의 움직임을 완충시키는 스프링 와셔와 같은 완충부재(D)가 적어도 하나 배치될 수 있다.
본 실시 예에서 플랜지부(11a)는 제1 지지대(11)의 하단부에 결합 영역에 대응되게 단속적으로 마련될 수도 있고, 제1 플랜지의 하단부 둘레의 전체 길이를 연속적으로 둘러싸도록 마련될 수도 있다.
나아가 제1 지지대(11)의 상부 영역에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 1차 방벽 결합부(11b)가 마련되는 데, 이 1차 방벽 결합부(11b)에는 1차 멤브레인(Membrane, 미도시)이 용접 결합되어 1차 방벽을 형성한다.
그리고 제1 지지대(11)의 플랜지부(11a)와 1차 방벽 결합부(11b) 사이에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 2차 방벽 결합부(11c)가 마련되는 데, 이 2차 방벽 결합부(11c)에는 2차 멤브레인(Membrane, 미도시)이 용접 결합되어 2차 방벽을 형성한다.
베이스 지지대(10)의 제2 지지대(13)는, 가해지는 하중을 균일하게 분산시키면서도 구조적으로 안정된 구조를 갖도록, 도 2에 도시된 바와 같이, 전 높이에 대해 동일한 직경을 갖되 내부가 중공인 원통 형상으로 제작될 수 있다.
열전달 방지부재(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 지지대(10)의 하측부와 선체의 내벽(H) 사이에 배치되어 베이스 지지대(10)를 통해서 선체의 내벽(H)으로 전달되는 열전달을 차단하여 화물창(미도시)의 단열 성능을 향상시키는 역할을 한다.
구체적으로 베이스 지지대(10)의 제2 지지대(13)에는 전술한 바와 같이 1차 방벽 및 2차 방벽이 마련되므로, 베이스 지지대(10)가 설치된 영역을 제외한 영역은 1차 방벽 및 2차 방벽에 의해 열전달이 차단된다.
그러나, 베이스 지지대(10)는 금속 재질로 제작되고 그 구조상 열전달이 잘 이루어지는 구조를 가지므로, 종래 기술의 일 실시예는 화물창 내부의 열이 베이스 지지대(10)를 통해 선체로 또는 화물창 외부의 열이 선체의 내벽(H) 및 베이스 지지대(10)를 통해 화물창의 내부로 전달되어 단열성능의 저하를 일으켜 증발가스(Boil Off Gas, 'BOG')를 발생시키는 문제점이 있었다.
반면에 본 실시 예에서는 베이스 지지대(10)의 하측부와 선체의 내벽(H) 사이를 열전달 방지부재(20)에 의해 차단시키므로 베이스 지지대(10)로부터 선체의 내벽(H)으로의 열전달 또는 선체의 내벽(H)에서 베이스 지지대(10)로의 열전달이 차단되어 단열 성능이 향상되고 증발가스의 발생을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 실시 예는 열전달 방지부재(20)에 의해 단열 성능이 향상되므로 열전달 방지부재(20)와 대응되는 영역의 선체의 내벽(H) 영역을 고가가 아닌 일반 가격의 탄소강 재질로 제작할 수 있으므로 자재비가 줄어드는 이점이 있다.
본 실시 예에서 열전달 방지부재(20)는 하드 우드(Hard Wood) 또는 단열재 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
그리고 본 실시 예에서 열전달 방지부재(20)는 선체의 내벽(H)에 마련되는 접착층(30)에 의해 선체의 내벽(H)에 결합될 수도 있다. 즉, 본 실시 예에서 베이스 지지대(10)는 하단부는 선체의 내벽(H)에 용접 결합되고 상단부는 열전달 방지부재(20)를 관통하여 플랜지부(11a)에 너트 체결되는 체결부재(B)에 의해 선체의 내벽(H)에 결합되고, 열전달 방지부재(20)는 접착층(30)에 의해 선체의 내벽(H)에 결합되므로, 종래 기술의 일 실시예와 같이 용접 작업을 할 필요가 거의 없으므로 작업 시수가 줄어들어 작업이 편리해지는 이점이 있다.
본 실시 예에서 접착층(30)은 열전달 방지부재(20)의 하측과 선체의 내벽(H) 사이의 공간을 레진(resin)으로 도포하여 마련될 수 있다.
한편 본 실시 예는 열전달 방지부재(20)의 두께 및 접착층(30)의 두께 중 적어도 어느 하나를 변경함으로써 선체의 내벽(H)으로부터 베이스 지지대(10)의 저면부까지의 수직 높이를 조절할 수 있다.
구체적으로 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 열전달 방지부재(20)의 두께가 h1이고 선체의 내벽(H)으로부터 베이스 지지대(10)의 저면부까지의 수직 높이가 H1인 상태에서, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 열전달 방지부재(20)의 두께를 h2로 변경하면 선체의 내벽(H)으로부터 베이스 지지대(10)의 저면부까지의 수직 높이가 H2로 변경됨을 알 수 있다.
이와 같이 본 실시 예에서는 열전달 방지부재(20) 및 접착층(30) 중 어느 하나의 높이를 변경함으로써 1차 방벽 및 2차 방벽의 결합 위치에 대응되는 1차 방벽 결합부(11b) 및 2차 방벽 결합부(11c)의 설치 높이를 조절할 수 있으므로, 종래 기술의 일 실시예와 같이 베이스 지지대(10)를 절단하여 재 용접하는 작업을 할 필요가 없어 작업이 간단하고 편리해지는 이점이 있다.
도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 베이스 지지대가 선체 내벽에 설치되는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다. 이하에서 도 4를 참조하여 본 실시 예에 따른 펌프타워의 베이스 지지대 설치 구조(1)의 설치 과정을 간략히 설명한다.
먼저 베이스 지지대(10)가 설치될 선체의 내벽(H) 영역을 특정한 후, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트 타입의 체결부재(B)를 선체의 내벽(H)에 용접 결합한다. 다음으로, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 체결부재(B)의 상측에 열전달 방지부재(20)와 베이스 지지대(10)를 차례로 배치한 후, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 체결부재(B)의 상단부에 너트(N)를 체결하여 베이스 지지대(10)를 선체의 내벽(H)에 결합시킨다.
이후, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 열전달 방지부재(20)의 하측부와 선체의 내벽(H) 사이에 도포층을 형성하여 열전달 방지부재(20)와 선체의 내벽(H) 사이의 공간을 밀폐함과 더불어 열전달 방지부재(20)의 선체의 내벽(H) 결합력 및 밀착력을 향상시킬 수 있다.
본 실시 예는 쐐기와 같은 적절한 임시 고정 지그(미도시)로 접착층이 굳기 전에 베이스 지지대(10)를 받쳐 보다 간편하게 높이 조정(Leveling)을 할 수도 있다.
본 실시 예는, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시된 설치 과정과 다른 과정으로 선체의 내벽(H)에 설치될 수 있다.
먼저, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 베이스 지지대(10)를 열전달 방지부재(20)에 볼트 결합시키기 위해 볼트와 같은 체결부재(B)를 준비한 후, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 베이스 지지대(10)의 플랜지부(11a)를 통하여 베이스 지지대(10)를 열전달 방지부재(20)에 볼트 결합시킨다.
다음으로, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 베이스 지지대(10) 및 열전달 방지부재(20)가 결합될 선체의 내벽(H) 영역에 베이스 지지대(10) 및 열전달 방지부재(20)에 체결된 체결부재(B)의 하단부를 용접결합한다.
그 후, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 열전달 방지부재(20)와 선체의 내벽(H) 사이에 접착층(30)을 형성하여 작업을 마무리한다. 이때 쐐기와 같은 적절한 임시 고정 지그(미도시)로 접착층이 굳기 전에 베이스 지지대(10)를 받쳐 보다 간편하게 높이 조정(Leveling)을 할 수도 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시 예에서 베이스 지지대(10)는 종래 기술의 일 실시예와 달리 전면적인 용접 결합의 방식으로 결합되지 않고 볼트 및 접착 결합의 방식에 의해 결합되므로 작업이 편리하고 작업 시수가 줄어들어 작업 효율이 향상되는 이점이 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 펌프타워의 베이스 지지대 설치 구조 10 : 베이스 지지대
11 : 제1 지지대 11a : 플랜지부
11b : 1차 방벽 결합부 11c : 2차 방벽 결합부
13 : 제2 지지대 20 : 열전달 방지부재
30 : 접착층 B : 체결부재
D : 완충부재 H : 선체의 내벽

Claims (5)

  1. 액화천연가스(LNG)를 저장하는 카고탱크(Cargo Tank)의 내부로 액화천연가스를 로딩(Loading) 및 언로딩(unloading)시키는 펌프 타워의 본체 하측부를 지지하는 베이스 지지대; 및
    상기 베이스 지지대 하부와 선체의 내벽 사이에 배치되어 상기 베이스 지지대와 상기 선체의 내벽 사이의 열전달을 방지하는 열전달 방지부재를 포함하는 펌프타워의 베이스 지지대 설치구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전달 방지부재는 하드 우드(Hard Wood) 또는 단열재 중 어느 하나를 포함하는 펌프타워의 베이스 지지대 설치구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 지지대는 하측부에 마련되어 상기 열전달 방지부재와 접하는 플랜지부를 포함하며,
    상기 베이스 지지대는 일측부는 상기 플랜지부에 지지되되 타측부는 상기 열전달 방지부재를 관통해 상기 선체의 내벽에 용접 결합되는 체결부재에 의해 상기 선체의 내벽에 고정되는 것을 특징으로 하는 펌프타워의 베이스 지지대 설치구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 체결부재와 상기 베이스 지지대의 플랜지부 사이에 배치되어 상기 베이스 지지부의 움직임을 완충시키는 적어도 하나의 완충부재를 더 포함하는 펌프타워의 베이스 지지대 설치구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전달 방지부재와 대응되는 영역의 상기 선체의 내벽 영역은 일반 탄소강 재질로 제작된 것을 특징으로 하는 펌프타워의 베이스 지지대 설치구조.
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